Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė

Įvadas

Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė yra esminis įrankis biochemikams, molekulinės biologijos specialistams ir baltymų mokslininkams, kuriems reikia nustatyti baltymų masę pagal jų aminorūgščių sekas. Baltymai yra sudėtingi makromolekuliai, sudaryti iš aminorūgščių grandinių, o žinoti jų molekulinę masę yra svarbu įvairioms laboratorinėms technikoms, eksperimentų planavimui ir duomenų analizei. Ši skaičiuoklė suteikia greitą ir tikslią galimybę įvertinti bet kurio baltymo molekulinę masę naudojant jo aminorūgščių seką, taupant tyrėjų laiką ir sumažinant galimų skaičiavimo klaidų tikimybę.

Baltymų molekulinė masė, dažnai išreiškiama daltonais (Da) arba kilodaltonais (kDa), atspindi visų baltymo sudedamųjų aminorūgščių individualių svorių sumą, atsižvelgiant į vandens molekulių praradimą peptidinio ryšio formavimo metu. Ši pagrindinė savybė daro įtaką baltymo elgsenai tirpale, elektroforezės judrumui, kristalizacijos savybėms ir daugeliui kitų fizinių bei cheminių charakteristikų, kurios yra svarbios tyrimuose ir pramoninėse taikymuose.

Mūsų vartotojui draugiška skaičiuoklė reikalauja tik vienos raidės aminorūgščių sekos jūsų baltymui, kad būtų galima generuoti tikslius molekulinės masės įverčius, todėl ji yra prieinama tiek patyrusiems tyrėjams, tiek studentams, kurie yra nauji baltymų moksle.

Kaip apskaičiuojama baltymų molekulinė masė

Pagrindinė formulė

Baltymų molekulinė masė apskaičiuojama naudojant šią formulę:

$MW_{baltymas} = \sum_{i=1}^{n} MW_{aminorūgštis_i} - (n-1) \times MW_{vanduo} + MW_{vanduo}$

Kur:

• $MW_{baltymas}$ yra viso baltymo molekulinė masė daltonais (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{aminorūgštis_i}$ yra visų individualių aminorūgščių molekulinių svorių suma
• $n$ yra aminorūgščių skaičius sekos
• $MW_{vanduo}$ yra vandens molekulės masė (18.01528 Da)
• $(n-1)$ atspindi suformuotų peptidinių ryšių skaičių
• Galutinis $+ MW_{vanduo}$ terminas atsižvelgia į galinius grupes (H ir OH)

Aminorūgščių molekuliniai svoriai

Apskaičiavimui naudojami standartiniai 20 bendrų aminorūgščių molekuliniai svoriai:

Vandens praradimas peptidinio ryšio formavimo metu

Kai aminorūgštys jungiasi, kad suformuotų baltymą, jos sukuria peptidinius ryšius. Šio proceso metu kiekvieno suformuoto ryšio metu išsiskiria vandens molekulė (H₂O). Šis vandens praradimas turi būti atsižvelgta į molekulinės masės skaičiavimą.

Baltymui, turinčiam n aminorūgščių, suformuojama (n-1) peptidinių ryšių, dėl kurių prarandama (n-1) vandens molekulių. Tačiau mes pridėsime atgal vieną vandens molekulę, kad atsižvelgtume į galines grupes (H N-galoje ir OH C-galoje).

Pavyzdinė skaičiavimas

Apskaičiuokime paprasto tripeptido: Ala-Gly-Ser (AGS) molekulinę masę

1. Sumuokite individualių aminorūgščių svorius:

   • Alaninas (A): 71.03711 Da
   • Glicinas (G): 57.02146 Da
   • Serinas (S): 87.03203 Da
   • Iš viso: 215.0906 Da

2. Atimkite vandens praradimą iš peptidinių ryšių:

   • Peptidinių ryšių skaičius = 3-1 = 2
   • Vandens molekulės masė = 18.01528 Da
   • Iš viso vandens praradimas = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Pridėkite atgal vieną vandens molekulę galinėms grupėms:

   • 18.01528 Da

4. Galutinė molekulinė masė:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Kaip naudoti šią skaičiuoklę

Naudojimas Baltymų molekulinės masės skaičiuoklės yra paprastas:

1. Įveskite savo baltymo seką teksto laukelyje naudodami standartinius vienos raidės aminorūgščių kodus (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Skaičiuoklė automatiškai patikrins jūsų įvestį, kad įsitikintų, jog ji apima tik galimus aminorūgščių kodus.

3. Paspauskite mygtuką „Apskaičiuoti molekulinę masę“ arba palaukite, kol automatinis skaičiavimas bus baigtas.

4. Peržiūrėkite rezultatus, kurie apima:

   • Apskaičiuotą molekulinę masę daltonais (Da)
   • Sekos ilgį (aminorūgščių skaičius)
   • Aminorūgščių sudėties išsiskyrimą
   • Naudojamą skaičiavimo formulę

5. Galite kopijuoti rezultatus į savo iškarpinę paspaudę mygtuką „Kopijuoti“, kad galėtumėte naudoti ataskaitose ar tolesnėje analizėje.

Įvesties gairės

Norint gauti tikslius rezultatus, laikykitės šių gairių, kai įvedate savo baltymo seką:

• Naudokite tik standartinius vienos raidės aminorūgščių kodus (didžiosiomis arba mažosiomis raidėmis)
• Nenaudokite tarpų, skaičių ar specialių simbolių
• Pašalinkite bet kokius neaminorūgštinius simbolius (pvz., sekos numeraciją)
• Sekoms su ne standartinėmis aminorūgštimis apsvarstykite galimybę naudoti alternatyvius įrankius, kurie palaiko išplėstinius aminorūgščių kodus

Rezultatų aiškinimas

Skaičiuoklė pateikia kelis informacijos elementus:

1. Molekulinė masė: Apskaičiuota jūsų baltymo molekulinė masė daltonais (Da). Didesniems baltymams tai gali būti išreikšta kilodaltonais (kDa).

2. Sekos ilgis: Bendras aminorūgščių skaičius jūsų sekos.

3. Aminorūgščių sudėtis: Vizualus baltymo aminorūgščių turinio išsiskyrimas, rodantis kiekvienos aminorūgšties skaičių ir procentą.

4. Apskaičiavimo metodas: Aiškus paaiškinimas, kaip buvo apskaičiuota molekulinė masė, įskaitant naudojamą formulę.

Naudojimo atvejai

Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė turi daugybę taikymų įvairiose gyvybės mokslų srityse:

Baltymų valymas ir analizė

Tyrėjai naudoja molekulinės masės informaciją, kad:

• Nustatytų tinkamas gelio filtracijos kolonėles
• Nustatytų tinkamas poliakrilamido gelio koncentracijas SDS-PAGE
• Interpretuotų masės spektrometrijos duomenis
• Patvirtintų baltymų ekspresijos ir valymo rezultatus

Rekombinantinių baltymų gamyba

Biotechnologijų įmonės remiasi tiksliomis molekulinės masės skaičiavimais, kad:

• Sukurtų ekspresijos konstrukcijas
• Įvertintų baltymų derlius
• Sukurtų valymo strategijas
• Charakterizuotų galutinius produktus

Peptidų sintezė

Peptidų chemikai naudoja molekulinės masės skaičiavimus, kad:

• Nustatytų reikalingų pradinės medžiagos kiekius
• Apskaičiuotų teorinius derlius
• Patvirtintų sintetintų peptidų tapatybę
• Sukurtų analitinius metodus kokybės kontrolei

Struktūrinė biologija

Struktūriniai biologai reikia molekulinės masės informacijos, kad:

• Nustatytų kristalizacijos bandymus
• Interpretuotų rentgeno difrakcijos duomenis
• Analizuotų baltymų kompleksus
• Apskaičiuotų baltymo-baltymo sąveikos stoichiometriją

Farmacijos plėtra

Vaistų kūrėjai naudoja baltymų molekulinę masę, kad:

• Charakterizuotų terapinius baltymus
• Sukurtų formavimo strategijas
• Sukurtų analitinius metodus
• Nustatytų kokybės kontrolės specifikacijas

Akademiniai tyrimai

Studentai ir tyrėjai naudoja skaičiuoklę:

• Laboratoriniams eksperimentams
• Duomenų analizei
• Eksperimentų planavimui
• Mokymo tikslams

Alternatyvos

Nors mūsų Baltymų molekulinės masės skaičiuoklė suteikia greitus ir tikslius įverčius, yra alternatyvūs požiūriai, kaip nustatyti baltymų molekulinę masę:

1. Eksperimentiniai metodai:

   • Masės spektrometrija (MS): Suteikia labai tikslius molekulinės masės matavimus ir gali aptikti post-transliacinius modifikacijas
   • Dydžio išskyrimo chromatografija (SEC): Įvertina molekulinę masę, remiantis hidrodinaminio spindulio dydžiu
   • SDS-PAGE: Pateikia apytikslę molekulinę masę, remiantis elektroforezės judrumu

2. Kiti kompiuteriniai įrankiai:

   • ExPASy ProtParam: Siūlo papildomus baltymų parametrus, be molekulinės masės
   • EMBOSS Pepstats: Pateikia išsamią baltymų sekų statistinę analizę
   • Baltymų skaičiuoklė v3.4: Apima papildomus skaičiavimus, tokius kaip izoelektrinė taškas ir ekstinkcijos koeficientas

3. Specializuota programinė įranga:

   • Baltymams su ne standartinėmis aminorūgštimis arba post-transliaciniais modifikacijomis
   • Sudėtingiems baltymų rinkiniams arba multimetriniams baltymams
   • Izotopiškai pažymėtiems baltymams, naudojamiems NMR tyrimuose

Baltymų molekulinės masės nustatymo istorija

Molekulinės masės koncepcija buvo esminė chemijoje nuo John Dalton pasiūlytos atomų teorijos XIX a. pradžioje. Tačiau taikymas baltymams turi naujesnę istoriją:

Ankstyvoji baltymų mokslas (1800-1920)

• 1838 m. Jöns Jacob Berzelius sukūrė terminą „baltymas“ iš graikų kalbos žodžio „proteios“, reiškiančio „pirmasis“ arba „pirmo svarbos“.
• Ankstyvieji baltymų mokslininkai, tokie kaip Frederick Sanger, pradėjo suprasti, kad baltymai sudaryti iš aminorūgščių.
• Baltymų kaip makromolekulių su apibrėžtomis molekulinėmis masėmis koncepcija pamažu išsivystė.

Analitinių technikų plėtra (1930-1960)

• Ultrapcentrifugos išradimas Theodore Svedberg 1920-aisiais leido pirmus tikslius baltymų molekulinės masės matavimus.
• Elektroforezės technikų plėtra 1930-aisiais Arne Tiselius suteikė dar vieną metodą baltymų dydžio įvertinimui.
• 1958 m. Stanford Moore ir William H. Stein užbaigė pirmą visą ribonukleazės aminorūgščių seką, leidžiančią tiksliai apskaičiuoti molekulinę masę.

Moderni era (1970-dabar)

• Masės spektrometrijos technikų plėtra revoliucionavo baltymų molekulinės masės nustatymą.
• John Fenn ir Koichi Tanaka gavo Nobelio chemijos premiją 2002 m. už jų sukurtus švelnios desorbcijos jonizacijos metodus biologinių makromolekulių masės spektrometriniams analizėms.
• Kompiuteriniai metodai, skirti prognozuoti baltymų savybes, įskaitant molekulinę masę, tapo vis labiau išsivysčiusiais ir prieinamais.
• Genomikos ir proteomikos atsiradimas 1990-aisiais ir 2000-aisiais sukūrė poreikį didelio našumo baltymų analizės įrankiams, įskaitant automatizuotas molekulinės masės skaičiuokles.

Šiandien baltymų molekulinės masės skaičiavimas yra kasdienis, bet esminis baltymų mokslo aspektas, palengvintas tokių įrankių kaip mūsų skaičiuoklė, kurie padaro šiuos skaičiavimus prieinamus tyrėjams visame pasaulyje.

Kodo pavyzdžiai

Štai pavyzdžiai, kaip apskaičiuoti baltymų molekulinę masę įvairiose programavimo kalbose:

1' Excel VBA funkcija baltymų molekulinės masės skaičiavimui
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Aminorūgščių molekuliniai svoriai
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Inicijuoti aminorūgščių svorius
8    aaWeights("A") = 71.03711
9    aaWeights("R") = 156.10111
10    aaWeights("N") = 114.04293
11    aaWeights("D") = 115.02694
12    aaWeights("C") = 103.00919
13    aaWeights("E") = 129.04259
14    aaWeights("Q") = 128.05858
15    aaWeights("G") = 57.02146
16    aaWeights("H") = 137.05891
17    aaWeights("I") = 113.08406
18    aaWeights("L") = 113.08406
19    aaWeights("K") = 128.09496
20    aaWeights("M") = 131.04049
21    aaWeights("F") = 147.06841
22    aaWeights("P") = 97.05276
23    aaWeights("S") = 87.03203
24    aaWeights("T") = 101.04768
25    aaWeights("W") = 186.07931
26    aaWeights("Y") = 163.06333
27    aaWeights("V") = 99.06841
28    
29    ' Vandens molekulinė masė
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Konvertuoti seką į didžiąsias raides
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Apskaičiuoti bendrą svorį
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Sumuoti individualių aminorūgščių svorius
40    Dim i As Integer
41    For i = 1 To Len(sequence)
42        Dim aa As String
43        aa = Mid(sequence, i, 1)
44        
45        If aaWeights.Exists(aa) Then
46            totalWeight = totalWeight + aaWeights(aa)
47        Else
48            ' Neteisingas aminorūgšties kodas
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Atimti vandens praradimą iš peptidinių ryšių ir pridėti galinį vandenį
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Naudojimas Excel:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Apskaičiuokite baltymo molekulinę masę pagal jo aminorūgščių seką.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Baltymo seka, naudojant vienos raidės aminorūgščių kodus
7        
8    Returns:
9        float: Molekulinė masė daltonais (Da)
10    """
11    # Aminorūgščių molekuliniai svoriai
12    aa_weights = {
13        'A': 71.03711,
14        'R': 156.10111,
15        'N': 114.04293,
16        'D': 115.02694,
17        'C': 103.00919,
18        'E': 129.04259,
19        'Q': 128.05858,
20        'G': 57.02146,
21        'H': 137.05891,
22        'I': 113.08406,
23        'L': 113.08406,
24        'K': 128.09496,
25        'M': 131.04049,
26        'F': 147.06841,
27        'P': 97.05276,
28        'S': 87.03203,
29        'T': 101.04768,
30        'W': 186.07931,
31        'Y': 163.06333,
32        'V': 99.06841
33    }
34    
35    # Vandens molekulinė masė
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Konvertuoti seką į didžiąsias raides
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Patikrinti seką
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Neteisingas aminorūgšties kodas: {aa}")
45    
46    # Sumuoti individualių aminorūgščių svorius
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Atimti vandens praradimą iš peptidinių ryšių ir pridėti galinį vandenį
50    num_amino_acids = len(sequence)
51    molecular_weight = total_weight - (num_amino_acids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
52    
53    return molecular_weight
54
55# Pavyzdžio naudojimas:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Molekulinė masė: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Aminorūgščių molekuliniai svoriai
3  const aaWeights = {
4    'A': 71.03711,
5    'R': 156.10111,
6    'N': 114.04293,
7    'D': 115.02694,
8    'C': 103.00919,
9    'E': 129.04259,
10    'Q': 128.05858,
11    'G': 57.02146,
12    'H': 137.05891,
13    'I': 113.08406,
14    'L': 113.08406,
15    'K': 128.09496,
16    'M': 131.04049,
17    'F': 147.06841,
18    'P': 97.05276,
19    'S': 87.03203,
20    'T': 101.04768,
21    'W': 186.07931,
22    'Y': 163.06333,
23    'V': 99.06841
24  };
25  
26  // Vandens molekulinė masė
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Konvertuoti seką į didžiąsias raides
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Patikrinti seką
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`Neteisingas aminorūgšties kodas: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // Sumuoti individualių aminorūgščių svorius
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Atimti vandens praradimą iš peptidinių ryšių ir pridėti galinį vandenį
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Pavyzdžio naudojimas:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Molekulinė masė: ${mw.toFixed(2)} Da`);
58} catch (error) {
59  console.error(error.message);
60}
61

1import java.util.HashMap;
2import java.util.Map;
3
4public class ProteinMolecularWeightCalculator {
5    private static final Map<Character, Double> aminoAcidWeights = new HashMap<>();
6    private static final double WATER_WEIGHT = 18.01528;
7    
8    static {
9        // Inicijuoti aminorūgščių svorius
10        aminoAcidWeights.put('A', 71.03711);
11        aminoAcidWeights.put('R', 156.10111);
12        aminoAcidWeights.put('N', 114.04293);
13        aminoAcidWeights.put('D', 115.02694);
14        aminoAcidWeights.put('C', 103.00919);
15        aminoAcidWeights.put('E', 129.04259);
16        aminoAcidWeights.put('Q', 128.05858);
17        aminoAcidWeights.put('G', 57.02146);
18        aminoAcidWeights.put('H', 137.05891);
19        aminoAcidWeights.put('I', 113.08406);
20        aminoAcidWeights.put('L', 113.08406);
21        aminoAcidWeights.put('K', 128.09496);
22        aminoAcidWeights.put('M', 131.04049);
23        aminoAcidWeights.put('F', 147.06841);
24        aminoAcidWeights.put('P', 97.05276);
25        aminoAcidWeights.put('S', 87.03203);
26        aminoAcidWeights.put('T', 101.04768);
27        aminoAcidWeights.put('W', 186.07931);
28        aminoAcidWeights.put('Y', 163.06333);
29        aminoAcidWeights.put('V', 99.06841);
30    }
31    
32    public static double calculateMolecularWeight(String sequence) throws IllegalArgumentException {
33        // Konvertuoti seką į didžiąsias raides
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Patikrinti seką
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("Neteisingas aminorūgšties kodas: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // Sumuoti individualių aminorūgščių svorius
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Atimti vandens praradimą iš peptidinių ryšių ir pridėti galinį vandenį
51        int numAminoAcids = sequence.length();
52        double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
53        
54        return molecularWeight;
55    }
56    
57    public static void main(String[] args) {
58        try {
59            String sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM";
60            double mw = calculateMolecularWeight(sequence);
61            System.out.printf("Molekulinė masė: %.2f Da%n", mw);
62        } catch (IllegalArgumentException e) {
63            System.err.println(e.getMessage());
64        }
65    }
66}
67

1#include <iostream>
2#include <string>
3#include <map>
4#include <stdexcept>
5#include <algorithm>
6
7double calculateProteinMolecularWeight(const std::string& sequence) {
8    // Aminorūgščių molekuliniai svoriai
9    std::map<char, double> aaWeights = {
10        {'A', 71.03711},
11        {'R', 156.10111},
12        {'N', 114.04293},
13        {'D', 115.02694},
14        {'C', 103.00919},
15        {'E', 129.04259},
16        {'Q', 128.05858},
17        {'G', 57.02146},
18        {'H', 137.05891},
19        {'I', 113.08406},
20        {'L', 113.08406},
21        {'K', 128.09496},
22        {'M', 131.04049},
23        {'F', 147.06841},
24        {'P', 97.05276},
25        {'S', 87.03203},
26        {'T', 101.04768},
27        {'W', 186.07931},
28        {'Y', 163.06333},
29        {'V', 99.06841}
30    };
31    
32    // Vandens molekulinė masė
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Konvertuoti seką į didžiąsias raides
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Patikrinti seką
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("Neteisingas aminorūgšties kodas: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // Sumuoti individualių aminorūgščių svorius
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Atimti vandens praradimą iš peptidinių ryšių ir pridėti galinį vandenį
53    int numAminoAcids = upperSequence.length();
54    double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
55    
56    return molecularWeight;
57}
58
59int main() {
60    try {
61        std::string sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
62        double mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
63        std::cout << "Molekulinė masė: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "Klaida: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra baltymų molekulinė masė?

Baltymų molekulinė masė, dar vadinama molekuline mase, yra bendras baltymo molekulės svoris, išreikštas daltonais (Da) arba kilodaltonais (kDa). Ji atspindi visų atomo baltymo sudedamųjų dalių masių sumą, atsižvelgiant į vandens molekulių praradimą peptidinio ryšio formavimo metu. Ši pagrindinė savybė yra svarbi baltymų charakterizavimui, valymui ir analizei.

Kiek tiksli yra ši baltymų molekulinės masės skaičiuoklė?

Ši skaičiuoklė suteikia teorinę molekulinę masę, remiantis aminorūgščių seka, su didele tikslumu. Ji naudoja standartinius monoisotopinius aminorūgščių svorius ir atsižvelgia į vandens praradimą peptidinio ryšio formavimo metu. Tačiau ji neatsižvelgia į post-transliacinius modifikacijas, ne standartines aminorūgštis ar izotopines variacijas, kurios gali būti realiuose baltymuose.

Kokios yra naudojamos molekulinės masės vienetai?

Baltymų molekulinės masės paprastai išreiškiamos daltonais (Da) arba kilodaltonais (kDa), kur 1 kDa yra lygus 1,000 Da. Daltonas yra maždaug lygus vandenilio atomo masei (1.66 × 10^-24 gramų). Pavyzdžiui, maži peptidai gali būti keli šimtai Da, o dideli baltymai gali būti šimtai kDa.

Kodėl mano apskaičiuota molekulinė masė skiriasi nuo eksperimentinių verčių?

Kelios priežastys gali sukelti nesutapimus tarp apskaičiuotų ir eksperimentinių molekulinių svorių:

1. Post-transliacinės modifikacijos (fosforilinimas, glikozilinimas ir kt.)
2. Disulfido ryšių formavimas
3. Proteolitinis apdorojimas
4. Ne standartinės aminorūgštys
5. Eksperimentiniai matavimo klaidos
6. Izotopinės variacijos

Norint tiksliai nustatyti modifikuotų baltymų molekulinę masę, rekomenduojama naudoti masės spektrometriją.

Ar ši skaičiuoklė gali apdoroti ne standartines aminorūgštis?

Ši skaičiuoklė palaiko tik 20 standartinių aminorūgščių, naudojant jų vienos raidės kodus (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Baltymams, kuriuose yra ne standartinių aminorūgščių, selenocisteino, pyrrolysino ar kitų modifikuotų liekanų, reikėtų naudoti specializuotus įrankius arba atlikti skaičiavimus rankiniu būdu.

Kaip interpretuoti aminorūgščių sudėties rezultatus?

Aminorūgščių sudėtis rodo kiekvienos aminorūgšties skaičių ir procentą jūsų baltymo sekos. Ši informacija yra naudinga:

• Suprasti baltymo fizines savybes
• Nustatyti dominančias sritis (pvz., hidrofobines zonas)
• Planuoti eksperimentines procedūras (pvz., spektroskopinius matavimus)
• Palyginti panašius baltymus tarp rūšių

Koks skirtumas tarp vidutinės ir monoisotopinės molekulinės masės?

• Monoisotopinė molekulinė masė naudoja kiekvieno elemento gausiausio izotopo masę (tai, ką teikia ši skaičiuoklė)
• Vidutinė molekulinė masė naudoja visų natūraliai pasitaikančių izotopų svorio vidurkį

Mažiems peptidams skirtumas yra minimalus, tačiau jis tampa reikšmingesnis didesniems baltymams. Masės spektrometrija paprastai matuoja monoisotopines mases mažiems molekulėms ir vidutines mases didesniems.

Kaip skaičiuoklė tvarko N-galines ir C-galines grupes?

Skaičiuoklė atsižvelgia į standartines N-galines (NH₂-) ir C-galines (-COOH) grupes, pridėdama atgal vieną vandens molekulę (18.01528 Da) po vandens praradimo atėmimo peptidinio ryšio formavimo metu. Tai užtikrina, kad apskaičiuota molekulinė masė atspindėtų visą baltymą su tinkamomis galinėmis grupėmis.

Ar galiu apskaičiuoti baltymo molekulinę masę su disulfido ryšiais?

Taip, tačiau ši skaičiuoklė automatiškai neatsižvelgia į disulfido ryšius. Kiekvienas disulfido ryšio formavimas lemia dviejų vandenilio atomų (2.01588 Da) praradimą. Norint atsižvelgti į disulfido ryšius, atimkite 2.01588 Da iš apskaičiuotos molekulinės masės už kiekvieną disulfido ryšį jūsų baltyme.

Kaip baltymų molekulinė masė susijusi su baltymo dydžiu?

Nors molekulinė masė koreliuoja su baltymo dydžiu, santykis ne visada yra paprastas. Į baltymo fizinį dydį daro įtaką tokie veiksniai kaip:

• Aminorūgščių sudėtis
• Antrinė ir tretinė struktūra
• Hidratacijos apvalkalas
• Post-transliacinės modifikacijos
• Aplinkos sąlygos (pH, druskos koncentracija)

Apytiksliai tariant, globulinis baltymas, kurio masė yra 10 kDa, turi maždaug 2-3 nm skersmenį.

Nuorodos

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Baltymų identifikavimo ir analizės įrankiai ExPASy serveryje. In: Walker J.M. (eds) Baltymų protokolų vadovas. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehninger biocheminių principų (7-asis leidimas). W.H. Freeman and Company.

3. Steen, H., & Mann, M. (2004). Peptidų sekos ABC (ir XYZ). Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(9), 699-711.

4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Biochemijos pagrindai: Gyvenimas molekuliniame lygyje (5-asis leidimas). Wiley.

5. Creighton, T. E. (2010). Nucleinių rūgščių ir baltymų biocheminiai aspektai. Helvetian Press.

6. UniProt Konsorciumas. (2021). UniProt: universali baltymų žinių bazė 2021 m. Nucleic Acids Research, 49(D1), D480-D489.

7. Artimo, P., Jonnalagedda, M., Arnold, K., Baratin, D., Csardi, G., de Castro, E., Duvaud, S., Flegel, V., Fortier, A., Gasteiger, E., Grosdidier, A., Hernandez, C., Ioannidis, V., Kuznetsov, D., Liechti, R., Moretti, S., Mostaguir, K., Redaschi, N., Rossier, G., Xenarios, I., & Stockinger, H. (2012). ExPASy: SIB bioinformatikos išteklių portalas. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Baltymų sekos ir identifikavimas naudojant tandemą masės spektrometriją. Wiley-Interscience.

Išbandykite mūsų Baltymų molekulinės masės skaičiuoklę šiandien, kad greitai ir tiksliai nustatytumėte savo baltymų sekų molekulinę masę. Nesvarbu, ar planuojate eksperimentus, analizuojate rezultatus, ar mokotės apie baltymų biochemiją, šis įrankis suteikia jums reikiamą informaciją per kelias sekundes.